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MYB转录因子家族是植物基因组中最大的转录因子家族之一。MYB转录因子的功能十分广泛,参与许多植物特有的生理生化过程,在调控植物的细胞周期、响应逆境胁迫及激素应答、参与细胞命运决定、调控生物节律、调节次生代谢等多个方面都具有重要功能。通过对拟南芥全基因组的分析,我们鉴定出了198个MYB基因,其中大多数基因的功能未知。我们一共克隆了其中的163个基因,并通过Reverse northern的方法分析了这些基因在各种组织、各种激素处理和非生物胁迫条件下的表达模式。通过分析我们发现很多MYB基因的表达具有组织特异性,其中AtMYB118是一个在长角果中特异表达的基因,而AtMYB17是一个在花中特异表达的基因。我的论文就是对这两个基因进行进一步的功能研究。
AtMYB118是一个具有转录激活活性的核定位蛋白。Real-time qPCR分析表明,AtMYB118在长角果中特异表达,并且在达到成熟长度的绿色长角果中表达水平最高。原位杂交的结果显示,AtMYB118在早期胚胎中就开始表达,并且表达水平随着胚的发育逐渐升高,一直持续到胚胎成熟(倒U形胚),而在种子脱水干燥时表达明显下降。组成型表达AtMYB118的转基因植株表现出多种的复杂表型:植株矮小、莲座紧凑、叶片向下卷曲、花器官和长角果变小,并且出现位于尖端的种子提前脱水干燥。通过应用拟南芥全基因组芯片对组成型表达AtMYB118的转基因植株进行分析,我们发现:许多发育过程中在胚胎内积累的蛋白的编码基因其表达显著上调,编码的这些蛋白包括LEA蛋白(late
embryogenesis abundant proteins),种子储藏蛋白AtS1、AtS2、AtS3,种子成熟蛋白,以及与种子干燥、休眠以及ABA途径相关的蛋白,暗示AtMYB118可能对胚胎发育和种子成熟均很重要。
进一步的研究发现AtMYB118单独突变并不能引起明显的表型,很可能在基因组内存在与之功能冗余的基因。AtMYB115是与AtMYB118最为接近的基因,它们的序列存在一定相似性,但是具有不同的表达模式。AtMYB115在花中表达水平较高,而在长角果中表达相对较低。我们构建了同时缺失这两个基因的突变体,进一步的功能分析正在进行当中。
AtMYB17集中在花中特异表达。AtMYB17也是一个具有转录激活活性的核定位蛋白。在AtMYB17基因上游存在LEAFY与AGL15的作用元件,通过启动子-GUS实验,我们发现,LEAFY元件对于调控AtMYB17的时空表达具有重要作用。含有全部的LEAFY元件时,AtMYB17仅在花发育早期表达,在开花之前基本消失;而缺失部分LEAFY元件时,AtMYB17不仅在花发育早期表达,在其后也保持较高水平的表达。此外,AtMYB17还在一定程度上受到AGL15的调控。这说明AtMYB17可能受LEAFY调控参与开花或花的发育过程。